JPH02215282A - Moving body tracking device - Google Patents

Moving body tracking device

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Publication number
JPH02215282A
JPH02215282A JP1037161A JP3716189A JPH02215282A JP H02215282 A JPH02215282 A JP H02215282A JP 1037161 A JP1037161 A JP 1037161A JP 3716189 A JP3716189 A JP 3716189A JP H02215282 A JPH02215282 A JP H02215282A
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JP
Japan
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focus
detected
video signal
tracking
focus matching
Prior art date
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Pending
Application number
JP1037161A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masabumi Yamazaki
正文 山崎
Tatsuo Inahata
達雄 稲畑
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP1037161A priority Critical patent/JPH02215282A/en
Publication of JPH02215282A publication Critical patent/JPH02215282A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To speedily track a moving body with a simple constitution by executing a focusing in a phase difference detection system and, thereafter, tracking the movement of an objective body in a contrast detection system by means of a video signal with an area sensor. CONSTITUTION:A tracking objective body is captured, and an AF lock switch 27 is closed. Then, a CPU 15 is operated, a distance up to the tracking objective body is detected in the phase difference system, a photographing lens 2 is driven, and a focus matching is executed. By the focus detection in the system, the focus matching is speedily executed. Next, the video signal output of an area sensor 5 is analyzed, and the movement of the tracking objective body is detected. When the movement of the tracking objective body is detected, the high band frequency components of the video signal are detected by an HPF 10, the detecting signal of the HPF 10 is A/D-converted and, thereafter, stored into an image memory 12. In a CPU 13 connected to the memory 12, the high band frequency components of the video signal are utilized, a calculation for the focus matching is executed, and thereby, the focus matching in the contrast system is executed.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は動体追尾装置、詳しくはカメラ、特にビデオカ
メラにおける移動物体を自動的に追尾して焦点整合を行
なう動体追尾装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a moving object tracking device, and more particularly to a moving object tracking device that automatically tracks and focuses a moving object in a camera, particularly a video camera.

[従来の技術] ビデオカメラ等で移動物体を撮影する際に使用される動
体追尾装置においては、移動物体をどうやって検出する
かが問題で、例えばテレビジョン学会誌、PRL78−
10.1978の「運動物体の検出と追跡」にその手段
が発表されている。
[Prior Art] In a moving object tracking device used when photographing a moving object with a video camera, etc., the problem is how to detect the moving object.
The method was published in ``Detection and Tracking of Moving Objects'' in October 1978.

また、移動物体の自動追尾に関しては、特開昭60−2
49477号公報等に数多く開示されている。
Regarding automatic tracking of moving objects, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-2
Many such methods are disclosed in Japanese Patent No. 49477 and the like.

この特開昭60−249477号公報に開示された自動
追尾焦点検出装置は、追尾視野を移動可能に設定する手
段と、測距すべき物体の特徴をこの追尾視野に関して抽
出する抽出手段と、この抽出された特徴を記憶する記憶
手段と、上記抽出手段によって抽出された物体の特徴と
前記記憶手段に記憶された特徴とに基づいて前記物体の
相対的な移動の有無を検出する手段と、前記物体の相対
的な移動に応じて測距視野を物体の移動に追尾して移動
させる手段とで構成されていて、追尾対象物体の移動の
有無や物体が移動した場合における、その移動方向、移
動位置を自動的に検出し、測距視野を物体の移動に追尾
して移動させ、これによって焦点検出して焦点調節する
ようになっている。
The automatic tracking focus detection device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-249477 has a means for movably setting a tracking field of view, an extraction means for extracting features of an object to be ranged with respect to this tracking field of view, and storage means for storing the extracted features; means for detecting the presence or absence of relative movement of the object based on the features of the object extracted by the extraction means and the features stored in the storage means; It consists of a means for moving the distance measurement field of view to track the movement of the object according to the relative movement of the object. The position is automatically detected, the distance measuring field is moved to track the movement of the object, and the focus is detected and adjusted based on this.

ところで、移動していないつまり静止している被写体に
焦点整合する、所謂オートフォーカス(以下、APと略
記する)装置は、従来から種々のものが提供されている
。この種AF装置においては例えば、合焦の度合を示す
値が大きくなる方向に撮影レンズを移動させ、ピーク位
置を検出したら、そこで停止するように構成された、コ
ントラスト検出方式、通称、山登り方式と呼称される方
式が、知られている。このコントラスト検出方式は、像
のピントが合ってくると映像信号中の高周波成分が増え
る点に若目し、バンドパスフィルタ等により映像信号中
から取り出されたその高周波成分を、合焦の度合を示す
信号として検出するものである。
By the way, various types of so-called autofocus (hereinafter abbreviated as AP) devices that focus on a stationary subject that is not moving have been provided. For example, this type of AF device uses a contrast detection method, commonly known as a hill climbing method, in which the photographing lens is moved in the direction in which the value indicating the degree of focus increases, and when the peak position is detected, the camera stops there. The system is known. This contrast detection method takes advantage of the fact that the high frequency components in the video signal increase as the image comes into focus, and the high frequency components extracted from the video signal using a bandpass filter etc. are used to determine the degree of focus. It is detected as a signal indicating the

ところが、このコントラスト検出方式のAFでは、デフ
ォーカス方向とデフォーカス量が1回の検出では不明な
ので、常にスキャンしながら合焦点を通過してから初め
て合焦位置の検出が可能となる。従って、多くの回数の
像検出が必要であり、また合焦点付近では一度合焦点を
通り越してから合焦点に戻る、所謂ハンチングが不可避
なので、合焦動作に時間がかかると共に、円滑な動作が
期待できなかった。
However, in this contrast detection type AF, since the defocus direction and defocus amount are unknown in one detection, the in-focus position can only be detected after passing through the in-focus point while constantly scanning. Therefore, it is necessary to detect the image many times, and near the in-focus point, so-called hunting is unavoidable, in which the camera passes through the in-focus point and then returns to the in-focus point, so it takes time for the focusing operation, and smooth operation is expected. could not.

また、2つの光路長のデータからデフォーカス方向と大
体のデフォーカス量を検出する位相差検出方式のAFで
は、少ない回数の像信号検出でデフォーカス方向とデフ
ォーカス量を算出することはできるが、測距精度が不十
分である。
In addition, with phase difference detection AF that detects the defocus direction and approximate defocus amount from data on two optical path lengths, it is possible to calculate the defocus direction and defocus amount with a small number of image signal detections. , the distance measurement accuracy is insufficient.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述の従来例では移動物体を如何にして
認識するか、あるいは如何にして自動追尾するかが開示
されている1巳過ぎず、−旦焦点整合しても移動物体の
移動速度が速すぎて合焦位置から大きく外れたときの対
策は同等開示されていない。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned conventional examples disclose only one way to recognize a moving object or how to automatically track a moving object. However, no countermeasures are disclosed when a moving object moves too fast and deviates significantly from the in-focus position.

換言すれば、動体が合焦位置から大きく逸脱すると、従
来のコントラスト検出方式の焦点検出方式では、合焦ス
ピードが遅いので、焦点を合わせている間に動体が画面
から消えてしまって焦点整合が不能に陥る虞がある。そ
こで、動体を検出する場合は動体に対していかに早く焦
点整合を行ない、その後追尾させるかが課題である。し
かし、従来技術においてはこの点に対する改善がなされ
ていない。
In other words, if the moving object deviates significantly from the in-focus position, the focusing speed of conventional contrast detection focus detection methods is slow, so the moving object disappears from the screen while the focus is being adjusted, making it difficult to maintain focus. There is a risk of becoming incapacitated. Therefore, when detecting a moving object, the challenge is how quickly to focus on the moving object and then track it. However, in the prior art, no improvement has been made in this regard.

そこで、位相差検出方式により画面の任意の領域の焦点
整合を行なおうとすると、光学系が複雑になってしまう
。また、位相差検出方式に使っているセンサをビデオ信
号を利用した動体の相対位置変化検出手段に兼用するこ
とも難かしい。
Therefore, if an attempt is made to focus an arbitrary area of the screen using the phase difference detection method, the optical system becomes complicated. Furthermore, it is difficult to use the sensor used in the phase difference detection method as means for detecting changes in the relative position of a moving object using a video signal.

そこで本発明の目的は、上述の問題点を解消し、簡単な
構成で移動物体を迅速に自動追尾できる動体追尾装置を
提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a moving object tracking device that can quickly and automatically track a moving object with a simple configuration.

[課題を解決するための手段および作用]本発明の動体
追尾装置は、異なる光路を通過した2つの像の相対位置
関係を検出して所定領域の物体に焦点を合わせる第1の
焦点整合装置と、エリアセンサから得られる映像信号の
高域周波数成分が最大になるように制御される第2の焦
点整合装置と、カメラと上記所定領域の物体との相対位
置の変化を検出する相対位置変化検出手段と、よりなり
、上記相対位置の変化が検出されたとき、上記第2の焦
点整合装置によって上記物体の移動を追尾することを特
徴とする。
[Means and effects for solving the problem] The moving object tracking device of the present invention includes a first focusing device that detects the relative positional relationship between two images that have passed through different optical paths and focuses on an object in a predetermined area. , a second focusing device that is controlled so that the high frequency component of the video signal obtained from the area sensor is maximized, and a relative position change detection device that detects a change in the relative position between the camera and the object in the predetermined area. and means for tracking the movement of the object by the second focusing device when the change in the relative position is detected.

[実 施 例] 以下、図示の実施例により本発明を説明する。[Example] The present invention will be explained below with reference to illustrated embodiments.

先づ、本発明の詳細な説明するに先立ち、本発明に用い
られる測距原理につき、第2図を用いて位相差検出方式
による、第3図を用いてコントラスト検出方式による、
それぞれの焦点整合の原理を説明する。そして、次に、
これら各測距方式のセンサをカメラの光学系に配置した
一例を第4図によって説明する。
First, before giving a detailed explanation of the present invention, regarding the distance measurement principle used in the present invention, FIG. 2 shows a phase difference detection method, FIG. 3 shows a contrast detection method, and FIG.
The principle of each focus matching will be explained. And then,
An example in which sensors of each of these distance measuring methods are arranged in the optical system of a camera will be explained with reference to FIG.

第2図は、位相差検出方式による焦点整合の原理を説明
する光路図である。この位相差検出方式による焦点整合
の原理については、例えば特開昭59−126517号
公報等に詳しく述べられているので、ここではその要点
のみを簡単に説明する。
FIG. 2 is an optical path diagram illustrating the principle of focus matching using the phase difference detection method. The principle of focus matching using this phase difference detection method is described in detail in, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 126517/1983, so only the main points thereof will be briefly explained here.

撮影レンズ2の後方の予定焦点面33、あるいはこの焦
点面33から更に後方の位置に瞳投影レンズ32が、更
にその後方に瞳分割レンズ31゜30がそれぞれ配設さ
れている。そして、各瞳分割レンズ31.30の結像面
には、例えばCCDを受光素子として有するラインセン
サ7a、7bが配設されている。
A pupil projection lens 32 is disposed at a predetermined focal plane 33 behind the photographing lens 2, or further behind the focal plane 33, and pupil splitting lenses 31 and 30 are disposed further behind it, respectively. Line sensors 7a and 7b having, for example, a CCD as a light receiving element are disposed on the imaging plane of each pupil splitting lens 31.30.

各ラインセンサ7a、7b上の被写体像は、追尾対象物
体の像が予定焦点面33より前方に結像する、所謂前ビ
ンの場合には互いに光軸Oの方向に近づき、反対に後ピ
ンの場合にはそれぞれ光軸0から遠くなる。また、ピン
トが合った場合には2つの像の互いに対応し合う2点間
の間隔は、光学系の構成から定められる特定の距離とな
る。
The subject images on each line sensor 7a, 7b approach each other in the direction of the optical axis O in the case of a so-called front bin, in which the image of the object to be tracked is formed in front of the planned focal plane 33; In each case, it becomes far from the optical axis 0. Further, when the two images are in focus, the distance between two corresponding points of the two images becomes a specific distance determined from the configuration of the optical system.

従って、ラインセンサ7a、7b上の2つの像の光分布
パターンを電気信号に変換して、それらの相対位置関係
を求めれば、焦点状態を知ることができる。
Therefore, the focal state can be determined by converting the light distribution patterns of the two images on the line sensors 7a and 7b into electrical signals and determining their relative positional relationship.

第3図は、コントラスト検出方式による焦点整合の原理
を説明する線図で、検出の際、出力される高域周波数成
分の焦点整合位置に対する関係を示すものである。上記
コントラスト検出方式による焦点整合については、例え
ば特開昭62−146080号公報等に詳しく述べられ
ているので、ここではその要点のみを簡単に説明する。
FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of focus matching using the contrast detection method, and shows the relationship between the high frequency components output during detection and the focus matching position. Focus matching using the contrast detection method is described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 146080/1983, so only the main points thereof will be briefly explained here.

このコントラスト検出方式による焦点整合は、別名山登
り方式とも呼称されているもので、CCD等の撮像素子
を多数、面状に配設して形成されたエリアセンサから出
力された光電変換信号の高域周波数成分の最大値を検出
して、焦点整合を行なうようになっている。第3図にお
いて、横軸は撮影レンズの焦点整合位置を示しており、
横軸上の位置が原点0に近い程、近距離の被写体に合焦
する位置であり、原点より遠、い程遠距離の被写体に合
焦する位置である。また、縦軸は、エリアセンサから出
力された映像信号の高域周波数成分の振幅を示している
Focus matching using this contrast detection method is also called the hill-climbing method, and is a high-frequency region of the photoelectric conversion signal output from an area sensor formed by arranging many image sensors such as CCDs in a planar manner. Focusing is performed by detecting the maximum value of the frequency component. In Fig. 3, the horizontal axis indicates the focusing position of the photographing lens,
The closer the position on the horizontal axis is to the origin 0, the closer the object is in focus, and the farther from the origin, the more distant the object is in focus. Further, the vertical axis indicates the amplitude of the high frequency component of the video signal output from the area sensor.

いま、上記焦点整合装置が被写体距離りに対応する位置
d1にあるとき合焦し、上記高域周波数成分の振幅は最
大になり、その位置より近距離側、遠距離側の何れにズ
しても減少する山形特性となる。
Now, when the focusing device is at the position d1 corresponding to the subject distance, the focus is reached, the amplitude of the high frequency component is maximum, and the focus is shifted to either the near or far side from that position. It becomes a chevron characteristic that also decreases.

第4図は、上述の各測距方式におけるセンサを、銀塩フ
ィルムを用いた一眼レフレックスカメラの光学系に配置
した一例を示す光学配置図である。
FIG. 4 is an optical layout diagram showing an example in which sensors for each of the distance measuring methods described above are arranged in an optical system of a single-lens reflex camera using a silver halide film.

一般に、コントラスト検出方式の焦点整合装置に用いら
れるCCDイメージセンサからなるエリアセンサのセン
ササイズを、通常の35ミリフイルムをフルサイズで使
用したときの画面サイズと比較すると、一般的な2/3
インチCCDのセンササイズは35ミリフイルムの画面
サイズの略1/4なので、エリアセンサをそのままフィ
ルム焼付用画像信号入力デバイスとして使用することは
できない。つまり、撮影レンズの結像面にCCDを配置
しただけでは、必要とする画角の一部のみしかCCD上
に捉えることができない。そこで、この第4図では、光
路中にフィルム像高をCCD像高に縮少する縮少リレー
結像光学系44を介挿することにより、上述のような撮
影レンズの結像面にCCDを配置しただけでは必要とす
る画角の一部のみしか捉えられないという問題点を解決
している。
In general, when comparing the sensor size of an area sensor consisting of a CCD image sensor used in a contrast detection type focusing device to the screen size when using a normal 35 mm film at full size, it is 2/3 of the normal screen size.
Since the sensor size of an inch CCD is approximately 1/4 of the screen size of a 35 mm film, the area sensor cannot be used as it is as an image signal input device for film printing. In other words, by simply arranging the CCD on the imaging plane of the photographic lens, only a part of the required angle of view can be captured on the CCD. Therefore, in FIG. 4, by inserting a reduction relay imaging optical system 44 that reduces the film image height to the CCD image height in the optical path, the CCD is placed on the imaging surface of the photographic lens as described above. This solves the problem that only a portion of the required angle of view can be captured by simply arranging the lenses.

第4図において、撮影光学系41を透過した被写体光は
、ハーフミラ−42で光路分割され、直進する光は結像
面45上に配置されたフィルムの面上に結像される。ま
た、上記ハーフミラ−42で上方に向けて反射された被
写体光の一部は、反射ミラー43でもう一度後方に向け
て反射されて縮少リレー結像光学系44に入射する。こ
の縮少リレー結像光学系44の射出側に配置されたハー
フミラ−46で更に光路分割され、下方に向かう光路で
は、企画角におよぶコントラスト検出方式による焦点整
合を実現するCCD等で形成されたエリアセンサ5上に
結像されも。このエリアセンサ5は、上述のようなコン
トラスト検出方式による焦点整合の他、例えばエレクト
リックビューファインダに像を形成させるためにも用い
られる。
In FIG. 4, the subject light transmitted through the photographing optical system 41 is divided into optical paths by a half mirror 42, and the light traveling straight is imaged on the surface of the film disposed on the imaging plane 45. Further, a part of the subject light reflected upward by the half mirror 42 is reflected backward once again by the reflection mirror 43 and enters the reduction relay imaging optical system 44. The optical path is further divided by a half mirror 46 disposed on the exit side of the reduction relay imaging optical system 44, and the downward optical path is formed by a CCD or the like that realizes focus matching using a contrast detection method over a planning angle. Even if the image is formed on the area sensor 5. This area sensor 5 is used not only for focusing by the above-mentioned contrast detection method but also for forming an image on an electric viewfinder, for example.

また、ハーフミラ−46を通過して後方に直進する光路
には、コンデンサレンズ48、セパレータレンズ49.
視野マスク50からなる瞳分割光学系6と、この光学系
6の後方近傍に位置して画面中央部用の位相差検出方式
の焦点整合を実現するCOD等で形成されたラインセン
サ7とが配設されていて、同センサ7上に上記被写体像
が結像されるようになっている。
The optical path that passes through the half mirror 46 and goes straight backward includes a condenser lens 48, a separator lens 49.
A pupil splitting optical system 6 consisting of a field mask 50 and a line sensor 7 formed of COD or the like located near the rear of this optical system 6 and realizing focus matching using a phase difference detection method for the center of the screen are arranged. The subject image is formed on the sensor 7.

このようなn1距原理を組合わせて使用する本発明の動
体追尾装置を以下、図面を参照して具体的に説明する。
A moving object tracking device of the present invention that uses such n1 distance principle in combination will be specifically described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明の動体追尾装置をスチルビデオカメラ
(以下Svカメラと略記する)に適用した実施例のブロ
ック系統図である。
FIG. 1 is a block system diagram of an embodiment in which the moving object tracking device of the present invention is applied to a still video camera (hereinafter abbreviated as Sv camera).

図において、符号1は追尾対象物体2.2は撮影レンズ
、3は赤外カットフィルタ、4はハーフミラ−である。
In the figure, reference numeral 1 is a tracking target object 2, 2 is a photographing lens, 3 is an infrared cut filter, and 4 is a half mirror.

ハーフミラ−4を透過した追尾対象物体1からの光束は
、エリアセンサ5上に結像する。エリアセンサ5で発生
された光電変換信号は、プリアンプ9で増幅され、ガン
マ補正、ゲイン調整等の処理を施してビデオ信号に変換
するプロセス回路17とバイパスフィルタ10に導かれ
る。
The light beam from the tracking target object 1 that has passed through the half mirror 4 forms an image on the area sensor 5 . The photoelectric conversion signal generated by the area sensor 5 is amplified by a preamplifier 9, and guided to a process circuit 17 and a bypass filter 10, which perform processing such as gamma correction and gain adjustment and convert it into a video signal.

このプロセス回路17の出力は、記録回路18を経由し
て磁気ヘッド21に導かれる。
The output of the process circuit 17 is guided to the magnetic head 21 via the recording circuit 18.

磁気ディスク22を駆動する第2のモータ23は、サー
ボ回路24によって、その回転が制御される。また、ト
ラック制御回路20は、磁気ヘッド21を磁気ディスク
22の半径方向に移動させるための制御回路である。一
方、上記プロセス回路17のビデオ出力は、液晶ドライ
バ25に導かれ、液晶表示部26に画像表示される。
The rotation of the second motor 23 that drives the magnetic disk 22 is controlled by a servo circuit 24 . Further, the track control circuit 20 is a control circuit for moving the magnetic head 21 in the radial direction of the magnetic disk 22. On the other hand, the video output of the process circuit 17 is guided to a liquid crystal driver 25 and displayed as an image on a liquid crystal display section 26.

上記プリアンプ9の出力は、バイパスフィルタ(H,P
、F)10によって高域周波数成分のみが抽出され、第
2のA/Dコンバータ11によってA/D変換されたの
ち、画像メモリ12に記憶される。上記画像メモリ12
に接続された第2のマイクロコンピュータ(CPU)1
3においては、後述する映像信号の高域周波数成分を利
用して、焦点整合を行なうための演算が行なわれる。ま
た、この第2のマイクロコンピュータ13では、焦点整
合すべき被写体のフォーカスエリアをスーパーインポー
ズ表示するための信号が形成されて液晶ドライバ25に
供給される。
The output of the preamplifier 9 is passed through a bypass filter (H, P
, F) 10, A/D conversion is performed by the second A/D converter 11, and then stored in the image memory 12. The above image memory 12
A second microcomputer (CPU) 1 connected to
In step 3, calculations for performing focus matching are performed using high frequency components of the video signal, which will be described later. The second microcomputer 13 also generates a signal for superimposing the focus area of the object to be focused and supplies it to the liquid crystal driver 25.

一方、ハーフミラ−4で反射された被写体からの光束は
、瞳投影レンズ、瞳分割レンズ等で構成される位相差検
出のための瞳分割光学系6を介してラインセンサ7上に
結像される。このラインセンサ7と上記エリアセンサ5
とはセンサドライバ8によって駆動される。また、上記
エリアセンサ5は第1のモータ100により微振動され
るようになっている。
On the other hand, the light flux from the subject reflected by the half mirror 4 is imaged on the line sensor 7 via the pupil division optical system 6 for phase difference detection, which is composed of a pupil projection lens, a pupil division lens, etc. . This line sensor 7 and the area sensor 5
is driven by the sensor driver 8. Further, the area sensor 5 is configured to be slightly vibrated by the first motor 100.

システムコントローラ19は、上記第1のモータ100
.プロセス回路17.記録回路18.トラック制御回路
20.サーボ回路24.液晶ドライバ25等にタイミン
グ信号を送りこれら各回路の動作を制御する。
The system controller 19 controls the first motor 100
.. Process circuit 17. Recording circuit 18. Track control circuit 20. Servo circuit 24. A timing signal is sent to the liquid crystal driver 25 and the like to control the operation of each of these circuits.

ラインセンサ7の出力は、第1のA/Dコンバータ14
を介して第1のマイクロコンピュータ15に導かれる。
The output of the line sensor 7 is transferred to the first A/D converter 14.
is guided to the first microcomputer 15 via.

この第1のマイクロコンピュータ15は、位相差検出方
式による焦点検出演算を行なうと共に、モータ駆動回路
16を駆動制御する。
The first microcomputer 15 performs focus detection calculations using a phase difference detection method, and also drives and controls the motor drive circuit 16.

スイッチ27は、フォーカスすべき被写体をロックする
ためのAFロックスイッチである。また、符号28はレ
リーズスイッチで、このスイッチが閉じると、ビデオ信
号が磁気ディスク22に記録される。なお、第1のマイ
クロコンピュータ−5と第2のマイクロコンピュータ1
3とは相互に通信を行ないながら、この動体追尾装置の
作動をシーケンス制御するようになっている。
The switch 27 is an AF lock switch for locking the subject to be focused. Further, reference numeral 28 is a release switch, and when this switch is closed, a video signal is recorded on the magnetic disk 22. Note that the first microcomputer 5 and the second microcomputer 1
The operation of this moving object tracking device is controlled in sequence while communicating with the moving object tracking device 3.

コントラスト検出方式の焦点整合における焦点整合位置
に対する高域周波数成分の特性を示す前記第3図におい
て、エリアセンサ5は上記第1のモーター00によって
a あるいはa2のように正弦波状に微変動されている
。微変動a1は撮影レンズ2の焦点整合装置が合焦位置
d1より近距離側の位置d2にある場合の手リアセンサ
5の微変動で、このときの高域周波数成分は、上記微変
動a によるフォ1−カス変化によりblに示すような
振幅変調を受ける。また、焦点整合装置が合焦位置d 
より遠距離側の位置d3にあると、微■ 変動a によるフォーカス変化のためb2に示すように
振幅変調される。
In FIG. 3, which shows the characteristics of high frequency components with respect to the focus matching position in focus matching using the contrast detection method, the area sensor 5 is slightly fluctuated in a sinusoidal manner as indicated by a or a2 by the first motor 00. . The fine fluctuation a1 is the fine fluctuation of the hand rear sensor 5 when the focusing device of the photographic lens 2 is located at a position d2 on the nearer side than the focusing position d1. 1- It undergoes amplitude modulation as shown in bl due to the change in cass. Also, the focus alignment device is at the focus position d.
At a position d3 on the far side, the amplitude is modulated as shown in b2 due to the focus change due to the slight fluctuation a.

bt、b2の振幅変調は、図から明らかなように焦点整
合装置が合焦位置d1より近距離側にあるか遠距離側に
あるかによって、その位相が反転する。従って、blに
示す振幅変調された信号を基準周波数信号で同期検波し
、この同期検波した信号でモータが矢印Cの方向に、ま
たb2で矢印C2の方向に、それぞれ駆動すれば、この
焦点整合装置は常に高域周波数成分が最大になる点で安
定することになる。
As is clear from the figure, the phase of the amplitude modulation of bt and b2 is reversed depending on whether the focusing device is located closer or farther than the focusing position d1. Therefore, if the amplitude modulated signal shown in bl is synchronously detected with the reference frequency signal and the motor is driven in the direction of arrow C with this synchronously detected signal, and in the direction of arrow C2 with b2, focus alignment can be achieved. The device will always be stable at the point where the high frequency component is maximum.

このように構成された本発明の実施例は、そのソフトウ
ェア面から第5図に示す第1実施例と第7図に示す第2
実施例に別れるが、これら各実施例の動作を第5図〜第
7図を用いて以下に説明する。
The embodiment of the present invention configured in this way is different from the software aspect to the first embodiment shown in FIG. 5 and the second embodiment shown in FIG.
The operation of each of these embodiments will be explained below using FIGS. 5 to 7.

第5図は、本発明の第1実施例を示す上記動体追尾装置
のフローチャートで、第6図(A) 、 (B)はファ
インダスクリーン上の追尾対象物体の一例を示す配置図
である。
FIG. 5 is a flowchart of the moving object tracking device according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 6(A) and 6(B) are layout diagrams showing an example of the object to be tracked on the finder screen.

第5図において、撮影者は画面中央付近にあるフォーカ
スエリアに追尾対象物体を捉え(第6図(A)参照)で
、AFロックスイッチ27(第1図参照)を閉じる。す
ると、第1のCPU15 (第1図参照)が作動して前
記位相差方式により追尾対象物体までの距離を検出して
撮影レンズ2を駆動し、これによって焦点整合が行なわ
れる。即ち、位相差方式の焦点検出によると、広いデフ
ォーカス範囲を略1回だけの合焦動作で検出できるので
、焦点整合が迅速に行なわれる。
In FIG. 5, the photographer captures the object to be tracked in the focus area near the center of the screen (see FIG. 6(A)) and closes the AF lock switch 27 (see FIG. 1). Then, the first CPU 15 (see FIG. 1) operates to detect the distance to the object to be tracked using the phase difference method and drive the photographing lens 2, thereby performing focus alignment. That is, according to the phase difference method of focus detection, a wide defocus range can be detected with approximately one focusing operation, so focus alignment can be performed quickly.

次に、エリアセンサ5のビデオ信号出力を分析して追尾
対象物体の移動を検出する。この追尾対象物体の移動を
検出する手段は、例えばテレビジョン学会誌[運動物体
の検出と追跡J、PRL78−10.1978などに詳
しく述べられているので、ここでの詳細な説明は省略す
る。
Next, the video signal output from the area sensor 5 is analyzed to detect movement of the object to be tracked. The means for detecting the movement of the object to be tracked is described in detail in, for example, the Journal of the Television Society of Japan [Detection and Tracking of Moving Objects J, PRL78-10.1978, etc., so detailed explanation thereof will be omitted here.

物体が移動しているときは、第6図(B)に示すように
、焦点検出領域を追尾すると共に、スーパーインポーズ
表示をする。そこで、追尾対象物体の移動が検出される
と、上記ビデオ信号の高域周波数成分を前記HPFIO
(第1図参照)で検出し、これによってコントラスト方
式による焦点整合、つまり“コントラスト最大検出駆動
゛を行なう。次に、レリーズスイッチ28がオンされて
いるか否かを検出してオンされていればビデオ信号を記
録した後、終了する。また、レリーズスイッチ28がオ
ンされていなければ、物体の追尾と焦点整合を繰返し続
行する。
When the object is moving, the focus detection area is tracked and superimposed display is performed as shown in FIG. 6(B). Therefore, when the movement of the object to be tracked is detected, the high frequency components of the video signal are transferred to the HPFIO.
(see Fig. 1), and thereby performs focus matching using the contrast method, that is, "maximum contrast detection drive."Next, it is detected whether the release switch 28 is on or not, and if it is on, After recording the video signal, the process ends.If the release switch 28 is not turned on, tracking of the object and focusing are continued repeatedly.

上述のようにこの第1実施例においては撮影者は先づ画
面の所定領域、多くの場合画面中央のフォーカスエリア
を、撮影したい物体に合わせて位相差方式により焦点整
合を行なわせる。次に、エリアセンサ5で光電変換され
たビデオ信号を分析して上記所定領域の物体と、カメラ
との相対移動を検出し、移動している場合は、上記エリ
アセンサ5による映像信号の高域周波数成分の最大値を
検出するコントラスト方式によって上記移動物体を追尾
する。
As described above, in the first embodiment, the photographer first uses the phase difference method to focus a predetermined area of the screen, often the focus area at the center of the screen, in accordance with the object to be photographed. Next, the area sensor 5 analyzes the photoelectrically converted video signal to detect the relative movement between the object in the predetermined area and the camera. The moving object is tracked using a contrast method that detects the maximum value of the frequency component.

即ち、目標とする物体に対して位相差検出方式により1
回の焦点検出でデフォーカス方向とデフォーカス量を検
出して迅速に合焦させたのち、上記目標物体が移動して
いるときはエリアセンサ5によるビデオ信号を分析して
動きを検出すると同時にコントラスト方式によって物体
の移動を自動的に追尾させるものである。
In other words, the target object is detected by the phase difference detection method.
When the target object is moving, the video signal from the area sensor 5 is analyzed to detect the movement, and at the same time the contrast is detected. This method automatically tracks the movement of objects.

第7図は、本発明の第2実施例を示す動体追尾装置のフ
ローチャートである。上記第1実施例では、先づ追尾対
象物体を位相差検出方式により焦点整合した後、コント
ラスト方式に切換えて焦点整合しているから、この両方
式がいわば、時間的に直列になって焦点整合処理が行な
われている。
FIG. 7 is a flowchart of a moving object tracking device showing a second embodiment of the present invention. In the first embodiment described above, the object to be tracked is first focused using the phase difference detection method, and then the focus is adjusted by switching to the contrast method, so that both methods are temporally serially aligned and the focus is adjusted. Processing is in progress.

従って、この手段によると、位相差方式による焦点整合
を行なっている間に追尾対象物体がフォーカスエリアか
ら消えると、追尾不能に陥ってしまう。
Therefore, according to this means, if the object to be tracked disappears from the focus area while focus matching is being performed using the phase difference method, tracking becomes impossible.

そこで、この第2実施例では位相差検出方式による焦点
整合を第1のマイクロコンピュータ15で行ない、動体
の追尾とコントラスト検出方式による焦点整合を第2の
マイクロコンピュータ13で行なうことにより、処理を
並列に進めようとするものである。
Therefore, in this second embodiment, the first microcomputer 15 performs focus matching using the phase difference detection method, and the second microcomputer 13 performs focus matching using the moving object tracking and contrast detection method, thereby performing processing in parallel. The aim is to move forward.

第7図において、先づ画面中央付近のフォーカスエリア
に追尾対象物体を捉え(第6図(^)参照)てAFロッ
クスイッチ27をオンする。次にコントラスト検出によ
る焦点整合が可能か否かを第2のマイクロコンピュータ
13で判断し、もし可能であれば焦点整合と追尾を第2
のマイクロコンピュータ13に任せる。即ち、焦点整合
は、エリアセンサ5を使ったコントラスト方式で行なう
In FIG. 7, first, the object to be tracked is captured in the focus area near the center of the screen (see FIG. 6 (^)) and the AF lock switch 27 is turned on. Next, the second microcomputer 13 determines whether focus matching by contrast detection is possible, and if possible, the second microcomputer 13 performs focus matching and tracking.
It is left to the microcomputer 13 of That is, focus matching is performed using a contrast method using the area sensor 5.

コントラスト検出による焦点整合が不可能なら、位相差
検出方式による焦点整合を行なう。位相差検出方式によ
る焦点整合作動中(レンズ駆動中)第2のマイクロコン
ピュータ13によりコントラスト検出による焦点整合が
可能になりこれによってコントラストピークが検出され
(焦点整合され)れば、コントラスト方式による焦点整
合に移行する。なお、コンラスト検出による焦点整合が
可能か否かの判断は、信号成分のコントラストが所定値
以上あるかないかで判断してもよいし、上記第3図に示
したエリアセンサ5の微変動a t 、  a 2に対
して高域周波数信号の位相変化が検出されるか否かで判
断してもよい。コントラスト検出による焦点整合につい
ては上記第1実施例と同じである。以上述べたこの第2
実施例の方法によれば、高速物体でも確実に追尾できる
If focus matching by contrast detection is not possible, focus matching is performed by phase difference detection. During focus matching using the phase difference detection method (while driving the lens), the second microcomputer 13 enables focus matching using contrast detection, and if a contrast peak is detected (focus matching), focus matching using the contrast method is performed. to move to. Note that the determination as to whether or not focus matching is possible through contrast detection may be made based on whether the contrast of the signal component is greater than or equal to a predetermined value, or may be determined based on the slight fluctuation a t of the area sensor 5 shown in FIG. 3 above. , a 2 may be determined based on whether a phase change of the high frequency signal is detected. Focus matching by contrast detection is the same as in the first embodiment. This second point mentioned above
According to the method of the embodiment, even high-speed objects can be tracked reliably.

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、目標とする物体に対
しく位相差検出方式により1回の検出でデフォーカス方
向とデフォーカス量を算出して迅速に合焦させたのち、
上記目標物体が動いているときはエリアセンサによる映
像信号を分析して動きを検出すると共に、コントラスト
検出方式によって目標物体の移動を追尾させるので、簡
単な構成で動体に対して迅速に追尾させることができる
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the defocus direction and defocus amount are calculated and quickly focused on a target object using a phase difference detection method in one detection. after,
When the target object is moving, the video signal from the area sensor is analyzed to detect the movement, and the movement of the target object is tracked using a contrast detection method, so that the moving object can be quickly tracked with a simple configuration. Can be done.

また、エリアセンサの出力はビデオ信号に兼用できるの
でコストパフォーマンスが高い等の種々の顕著な効果が
発揮される。
Further, since the output of the area sensor can be used also as a video signal, various remarkable effects such as high cost performance are exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の動体追尾装置における第1゜第2実
施例に共通して適用されるハード的構成を示すブロック
系統図、 第2図は、上記第1図に使用される位相差検出方式の焦
点整合装置における瞳分割光学系の光学配置図、 第3図は、上記第1図に使用されるコントラスト検出方
式の焦点整合装置における高域周波数成分の焦点整合位
置に対する特性線図、 第4図は、上記第2図、第3図に示された検出方式にお
ける各センサを銀塩フィルムを用いた一眼レフレックス
カメラに適用した一例を示す光学配置図、 第5図は、本発明の第1実施例を示す動体検出装置の作
動のフローチャート、 第6図(A) 、 (B)は、ファインダスクリーン上
の追尾対象物体の一例を示すファインダ視野内配置図で
、第6図(A)は追尾開始時を、第6図(B)は追尾中
をそれぞれ示す図、 187図は、本発明の第2実施例を示す動体追尾装置の
作動のフローチャートである。 1・・・・・・・・・追尾対象物体(物体)5・・・・
・・・・・エリアセンサ 6・・・・・・・・・瞳分割光学系(第1の焦点整合装
置)7・・・・・・・・・ラインセンサ(第1の焦点整
合装置)13・・・・・・第2のマイクロコンピュータ
(第2の焦点整合装置および相対位置 変化検出手段) 15・・・・・・第1のマイクロコンピュータ(第1の
焦点整合装置)
FIG. 1 is a block diagram showing the hardware configuration commonly applied to the first and second embodiments of the moving object tracking device of the present invention, and FIG. 2 is a phase difference diagram used in FIG. 1 above. An optical arrangement diagram of a pupil splitting optical system in a detection type focus matching device; FIG. 3 is a characteristic diagram of a high frequency component with respect to a focus matching position in a contrast detection type focus matching device used in FIG. 1; FIG. 4 is an optical layout diagram showing an example in which each sensor in the detection method shown in FIGS. 2 and 3 is applied to a single-lens reflex camera using a silver halide film, and FIG. 6(A) and 6(B) are arrangement diagrams within the viewfinder field of view showing an example of the object to be tracked on the finder screen. ) is a diagram showing the time when tracking is started, and FIG. 6(B) is a diagram showing the state during tracking. FIG. 187 is a flowchart of the operation of the moving object tracking device showing the second embodiment of the present invention. 1......Object to be tracked (object) 5...
...... Area sensor 6 ...... Pupil division optical system (first focus matching device) 7 ...... Line sensor (first focus matching device) 13 ...Second microcomputer (second focus matching device and relative position change detection means) 15...First microcomputer (first focus matching device)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)異なる光路を通過した2つの像の相対位置関係を
検出して所定領域の物体に焦点を合わせる第1の焦点整
合装置と、 エリアセンサから得られる映像信号の高域周波数成分が
最大になるように制御される第2の焦点整合装置と、 カメラと上記所定領域の物体との相対位置の変化を検出
する相対位置変化検出手段と、 よりなり、上記相対位置の変化が検出されたとき、上記
第2の焦点整合装置によって上記物体の移動を追尾する
ことを特徴とするカメラの動体追尾装置。
(1) A first focusing device that detects the relative positional relationship between two images passing through different optical paths and focuses on an object in a predetermined area, and a high frequency component of the video signal obtained from the area sensor is maximized. a second focusing device that is controlled so that the change in relative position is detected; and a relative position change detection means that detects a change in the relative position between the camera and the object in the predetermined area, and when the change in the relative position is detected. A moving object tracking device for a camera, characterized in that the movement of the object is tracked by the second focusing device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0687922A3 (en) * 1994-06-17 1996-04-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Apparatus for automatically tracking an image of an object for a video camera
JP2005338352A (en) * 2004-05-26 2005-12-08 Fujinon Corp Autofocus system

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